生物質(zhì)型煤制備參數(shù)優(yōu)化及燃燒污染物釋放特征

祁 娟，武建軍，劉詠菊

(1.徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院，江蘇 徐州 221140；2.中國礦業(yè)大學(xué) 化工學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

0 引 言

煤炭是我國最主要的一次能源，雖然近年來煤炭在能源結(jié)構(gòu)中比例逐年下降，但2019年煤炭仍占我國能源消耗總量的57.7%[1]。煤炭的大量使用是我國PM2.5和CO2人為排放的最主要原因[2-4]，而煤炭的清潔利用技術(shù)研發(fā)主要集中在大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用上[4-9]，民用散煤燃燒造成的面源大氣污染問題有待解決。我國民用燃煤造成的PM2.5排放量占所有燃煤行業(yè)排放的35.5%[10]，同時(shí)民用燃煤的黑炭(BC)排放量占據(jù)我國總BC排放量的20.9%[11]。由于落后的燃燒條件和控制設(shè)施，居民在烹飪/取暖爐中燃燒原煤釋放污染物高達(dá)燃料質(zhì)量的10%[12]。因此，應(yīng)采取更有效的措施，消除燃煤對(duì)室內(nèi)外空氣質(zhì)量的不利影響[13]。中國政府和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署均建議在家庭中使用型煤代替原煤塊，燃燒型煤可以明顯減少顆粒物和BC排放，是節(jié)能減排的有效方法[14]。與散燒生物質(zhì)相比，生物質(zhì)成型顆粒產(chǎn)生較少的污染物[15-16]，在改進(jìn)民用爐具中熱效率(ηth)可達(dá)到1.71～3.12倍[17]。型煤技術(shù)可以通過工藝調(diào)整改變?nèi)剂系慕Y(jié)構(gòu)和組成。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)和煤按一定配比混合，燃燒過程中，煤能夠彌補(bǔ)單純生物質(zhì)燃燒能量密度低的弊端，生物質(zhì)可使煤獲得更好的燃燼特性[18-20]。無煙煤是公認(rèn)的低PM2.5排放的潔凈燃料，但由于其特殊的組成和結(jié)構(gòu)，其燃燼率低和點(diǎn)火困難，限制了其應(yīng)用[21-22]。國內(nèi)外目前針對(duì)型煤的研究主要集……